高速合成石英玻璃生产用氧气带料燃烧器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高速合成石英玻璃生产用氧气带料燃烧器，包含两个氧室和两个氢室，进料管外层增加一个套管，互相之间密闭相隔；每层氧室内均设有一圈或者两圈上开口灯芯管，氧室上端均有进气管；内氢室处于两个氧室之间，上端设有进气口；外氢室位于氧室下端，两侧设有进气口；氧气灯芯管穿过氢室延伸至内外氢室底端，进料管及其套管处于整个燃烧器中心处，出口端与氧气灯芯管下端及氢室底端保持平齐。本燃烧器采用氧气作为载料气体，相对于氢气带料燃烧器，将沉积速率提高到３７０ｇ／ｈ，得料率达到４．０∶１，在石英玻璃合成中保证坨体有效尺寸的前提下实现高速沉积，极大提高了合成石英玻璃沉积速率和效率。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于石英玻璃领域，具体涉及到一种合成石英玻璃用燃烧器。技术背景在CVD合成三类石英玻璃工艺中，燃烧器是工艺流程中一个关键部件，完 成氢氧气的混合和燃烧，将四氯化硅引入反应器内并通过氧化或者水解反应生成 纳米状态的二氧化硅颗粒，在合适的温度下沉积到基体上并熔融形成石英玻璃。 目前常用的燃烧器为氢气带料，即氢气通过鼓泡瓶将气态四氯化硅引入燃烧器 内，这种燃烧器燃烧能力较弱，四氯化硅基本上依靠火焰内部的水解反应来生成 二氧化硅颗粒，因此当四氯化硅流量加大的时候，料带内部会形成空心现象，导 致四氯化硅不能全部反应，从而影响沉积速率和得料率
技术实现思路
-为了克服上述缺陷，本技术的目的在于提供了一种高速合成石英玻璃生 产用氧气载料燃烧器，引入氧气作为载料气体，满足四氯化硅流量加大时的加料要求。 ，本技术采用以下技术方案一种高速合成三类石英玻璃生产用的燃烧器，包括氧室、氢室和位于中心的 进料管，特点是，包含两个氧室和两个氢室，依次为套设的第一层氧室、内氢室、 第二层氧室和位于第二层氧室下端的外氢室，且各室互相之间密闭相隔；每层氧 室内均设有一圈或者两圈上开口氧气灯芯管与氧室相通且穿过氢室延伸至氢室 底端。所述燃烧器中，进料管外层设一保护套管，保护套管与料管呈同心圆状态， 保护套上端设保护气进气口。所述燃烧器中，内外氢室、氧室上端均设有进气口；外氢室两侧设有进气口。 所述燃烧器中，氧气灯芯管末端与氢室底端保持平齐。所述燃烧器中，进料管及其套管处于整个燃烧器中心处，出口端与氧气灯芯 管及氢室底端保持平齐。该燃烧器具有的特点是1、包含两个氧室和两个氢室，每个氧室有一圈或者两圈氧气灯芯管；内氢室位于两个氧室之间，外氢室位于两个氧室下端。2、 进料管外圈有层保护套管，出口端保持平齐，进料管与保护套管保持同心圆状态。 采用了上述技术方案后，本技术优点如下1、 将燃烧器内氢室设置为两个，有效提高了氢氧混合燃烧效率，同时使燃烧器直径增大了 1.3~1.6倍，高温面积增加了 L2 1.8倍，实现了更大尺寸的有效沉积面积。2、 将载料气体变为氧气，使得火焰中心四氯化硅的反应程度更加充分，即使加大四氯化硅载入量，也不会出现料带空心现象，避免了飞料增多，使得沉积速率可以达到350g/h，得料率提高到4.0: 1，极为有效的提高了立式合成石英玻璃的生产效率。附图说明图1为本技术燃烧器结构图图2为图1的A-A剖面结构示意图具体实施方式如图1和图2所示，本技术燃烧器设置有两层氧室和两层氢室，第一层 氧室l，其顶部设有氧气进气管ll;内氢室2，其顶部设有氢气进气管21，第二 层氧室3，其顶部设有氧气进气管31;外氢室6，两侧设有氢气进气管61、 62; 两层氧室和内氢室2层层套设，各个室独立并且彼此密封熔接，外氢室6位于氧 室1下端，直径与氧室1相同；第一层氧室1内部设有两圈上开口的氧气灯芯管 12，并延伸至外氢室6内，第二层氧室3内部设有一圈上开口的氧气灯芯管32， 延伸至内氢室2内；进料管5及保护套管4位于第一层氧室3和内氢室2的中心 处，保护套管4的顶部设有保护气进气管41，进料管5的进口端位于氧室3的 顶端处，出口端与所有的氧气灯芯管12底端和氢室底端平齐；保护套管4和进 料管5出口端长度一致且处于同心圆上。本技术工作原理为氧气经流量计进入第一层氧室1和第二层氧室3，由底端氧气灯芯管12、 32 流出，氢气经流量计进入内氢室2和外氢室6，并与氧气灯芯管12、 32流出的 氧气反应燃烧，气态四氯化硅由氧气经进料管5带入，从出口端进入火焰内部并 发生氧化和水解反应生成二氧化硅颗粒，最终沉积在基体上熔融形成石英玻璃； 为避免进料管5出口端的四氯化硅迅速氧化生成二氧化硅颗粒而凝结在管口上，4故在套管4中通入保护气体，避免堵塞料管。本技术氧气带料燃烧器与传统的氢气带料燃烧器试验数据对比-<table>table see original document page 5</column></row><table>权利要求1、一种高速合成石英玻璃生产用氧气带料燃烧器，包括氧室、氢室和位于中心的进料管，其特征在于，包含两个氧室和两个氢室，依次为套设的第一层氧室、内氢室、第二层氧室和位于第二层氧室下端的外氢室，且各室互相之间密闭相隔；每层氧室内均设有一圈或者两圈上开口氧气灯芯管与氧室相通且穿过氢室延伸至氢室底端。2、 根据权利要求1所述燃烧器，其特征在于，进料管外层设一保护套管， 保护套管与料管呈同心圆状态，保护套上端设保护气进气口。3、 根据权利要求1或2所述燃烧器，其特征在于，内外氢室、氧室上端均 设有进气口；外氢室两侧设有进气口。4、 根据权利要求1或2所述燃烧器，其特征在于，氧气灯芯管末端与氢室 底端平齐。5、 根据权利要求3所述燃烧器，其特征在于，氧气灯芯管末端与氢室底端 平齐。6、 根据权利要求4所述燃烧器，其特征在于，进料管及其套管处于整个燃 烧器中心处，出口端与氧气灯芯管及氢室底端平齐。7、 根据权利要求5所述燃烧器，其特征在于，进料管及其套管处于整个燃 烧器中心处，出口端与氧气灯芯管及氢室底端平齐。专利摘要本技术公开了一种高速合成石英玻璃生产用氧气带料燃烧器，包含两个氧室和两个氢室，进料管外层增加一个套管，互相之间密闭相隔；每层氧室内均设有一圈或者两圈上开口灯芯管，氧室上端均有进气管；内氢室处于两个氧室之间，上端设有进气口；外氢室位于氧室下端，两侧设有进气口；氧气灯芯管穿过氢室延伸至内外氢室底端，进料管及其套管处于整个燃烧器中心处，出口端与氧气灯芯管下端及氢室底端保持平齐。本燃烧器采用氧气作为载料气体，相对于氢气带料燃烧器，将沉积速率提高到370g/h，得料率达到4.0∶1，在石英玻璃合成中保证坨体有效尺寸的前提下实现高速沉积，极大提高了合成石英玻璃沉积速率和效率。文档编号C03B5/00GK201288119SQ200820123700公开日2009年8月12日 申请日期2008年11月19日 优先权日2008年11月19日专利技术者彬 徐, 驰 徐, 蕾 王, 王玉芬, 顾真安, 饶传东 申请人:中国建筑材料科学研究总院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速合成石英玻璃生产用氧气带料燃烧器，包括氧室、氢室和位于中心的进料管，其特征在于，包含两个氧室和两个氢室，依次为套设的第一层氧室、内氢室、第二层氧室和位于第二层氧室下端的外氢室，且各室互相之间密闭相隔；每层氧室内均设有一圈或者两圈上开口氧气灯芯管与氧室相通且穿过氢室延伸至氢室底端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：饶传东，徐驰，王蕾，徐彬，顾真安，王玉芬，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]